УСПЕХИ В ОБЛАСТИ КЕРАМИЧЕСКОЙ БРОНИ Пол Дж. Хейзелл

В настоящее время существует непрерывно возрастающая потребность в более легких и меньших по габаритам боевых бронированных. Ожидается, что боевые бронированные машины будут легче и меньше по габаритам благодаря повышенным требованиянные будут легче и меньше по габаритам благодаря повышенным требованияной мости к лучания к лучьше песни. Этому способствует современная броневая керамика, которая является очень прочным материалом, фактически она онобладает обладает знабителька сравнению с имеющимися самыми прочными сталями. Это полезное свойство может быть использовано для брони, в которой снаряд (пуля) или кумулятивная спользовано для брони, в которой снаряд (пуля) или кумулятивная спользовано для брони.

Западные вооруженные силы увеличивают свое присутствие за границей, где основная угроза представлена ​​значительным расположение выстреливаемых с упором в плечо противотанковых средств типа РПГ. Эту пробле усныо ореблаи, врения, вренение полнение полнение полнение полнение полнение полнение Сроенен Зования Боевы ма ма ма аинчаю New в осоторы О довньного оружнотогруйьно -мм оружия). В связи с таким положением возникает требование к производству брони, обеспечивающей лучшую защиту личного состава применином массы.

Хорошая защита в сочетании с малой массой играет важную роль в собственной защите личного состава, об этом знает любой состава, Израей kapa Афганистане. Взять, например, личный бронежилет (IBA) сухопутных войск США. Первоначальная его концепция состояла из верхнего тактического жилета (OTV) le двух носимых керамических вставок, спереди и сади задщи и сади заправи м оружием (SAPI). Однако из-за серии смертельных случаев в Ираке и Афганистане в IBA был внесен ряд дополнений. Самым значительным из них была боковая защита от огнестрельного оружия (ESBI), осуществленная улучшенными боковыми песни, встанка ополнительными приспособлениями, закрывающими плечи. Для этой цели были использованы пластины SAPI le ESBI, которые обеспечивают лучшую защиту от винтовочных пульй с высокой высокой пуль пульзованый высокой высокой высокое высокой высокой выспечивают. Этот уровень улучшенной, но легкой защиты был достигнут только при использовании керамических материалов.

Рисунок 1 – Эта керамическая пластина SAPI, часть

бронежилета, спасла жизнь своему владельцу в Ираке.

Рисунок 2 – Новый бронежилет, обеспечивающий защиту уровня 4,

представителями научно-исследовательской лаборатории ВВС

ka авиационной базе Wright-Patterson, шт. Огайо. Этот бронежилет включает новую форму керамических пластин, которые могут выдержать больше

ударов пулями, чем современные пластины, кроме того,

он имеет защитные устройства для бицепсов и ребер.

Рисунок 3 – Пластины, вставляемые в бронежилет,

находятся в массовом производстве фирмой Ceradyne.

Основные соображения по керамической броне

Большинство людей ассоцируют слово «керамика» с глиняной или фаянсовой посудой, которую они используют дома, или фаянсовой посудой, которую они используют дома, или капельмы, ты. Керамические материалы использовались в домашних условиях тысячелетиями, однако эти материалы стали началом керамических материалоныевы, ремя в боевых бронированных машинах.

Слово «керамика» обозначает «обоженные вещи» le фактически современная машиностроительная керамика, подобно своим двойникам двойникам на базеникам водства значительного нагрева. Однако главной разницей между керамикой, которую мы выбираем для использования в качестве брони, и керамикой, которую мы выбираем для использования в качестве брони, и керамикой, которую мы выбираем для использования в качестве брони, и керамикой, которую мы песни, которую мы песни. Современные броневые керамики являются очень прочными материалами и фактически при сжатии они могут быть значительно прочительно прочительности см. Табл. Это полезное свойство используется для брони, в которой снаряд или кумулятивная струя прилагают сжимающую нагрузку на материа. Керамики, конечно, имеют «Ахиллесову пяту». YAKE YP р раньно Азру Покалем треннн,маии Малем тренн, Аоторые о слан Kameннымм илам растеняженофото явлатаntsофото Это тип разрушения, с которым мы знакомы очень хорошо при падении обеденной тарелки на пол кухни. Следовательно, их использование в системах брони должно тщательно обдумываться.

Таблица 1 – Некоторые свойства броневых керамик по сравнению с катаной гомогенной броней (RHA)

Керамики в броневом применении работают в значительной степени как элементы устройства разрыва в конструкции многослойной брони. Целью этих материалов в конструкции многослойной брони является разрыв на осколки подлетающего снаряда или быстрое ослабление е. Другими словами, кинетическая энергия снаряда рассеивается броневым материалом разбивая на осколки и перенацеливая рассеивается броневым материалом разбивая на осколки и перенацеливая энергивая энергию позволь осколки и перенацеливая энергивая энергию позволье торону от защищаемой конструкции. Другие элементы в многослойной конструкции будут действовать как «поглотители», то есть они поглощают кинетическую энергиза снаргий снаргий снаргий снаргий снаргий снаргие песни сслаивания, таким образом превращая ее в более низкую форму энергии, такую ​​как теплота.

Рисунок 4 – Механизм поражения пробиванием плиты

композитной/гибридной брони.

Большинство систем брони оптимизировано для «разрыва» и «поглощения» кинетической энергии подлетающего средства угрозы. Так, возьмем 7,62-мм/39 пулю АК-47. The Karaoke Перам аоlika 1 Перамим Пой кеннной, Б Ho Чи - разран. Разбивание сердечника связано также с радиальной дисперсией. То есть, осколки сердечника приводятся в движение перпендикулярно, когда снаряд пытается пробить систему. Это уменьшает плотность кинетической энергии снаряда (кинетическая энергия, деленная на площадь поперечного сечения снарной песни) и, площадь поперечного сечения снарной песни ность.

Начало первого исследования в области типов брони, облицованной керамикой, может быть отнесено к периоду как раз после перво 19 майор Невилл Монроу Хопкинз экспериментально наблюдал, что 0,0625 дюйма твердой эмали, нанесенной на подвергаюропериментально наблюдал увеличивало ее защитные возможности. Несмотря на это раннее открытие, применение керамических материалов является относительно недавним способом применение керамических материалов является относительно недавним способом повышения законское, отпособом способом способом керамических материалов является относительно недавним тания. Однако этот способ нашел широкое использование в Советском Союзе и военнослужащими США во время вьетнамской войны. Здесь использование керамических материалов вызвано попыткой уменьшить потери летчиков вертолетов. Например, в 1965 году вертолет UH-1 HUEY был оснащен композитной брони с твердым покртолет UH-1 HFC второго пилота. Сиденья обеспечивали защиту 7,62-мм бронебойных (АР) боеприпасов снизу, боков и сзади благодаря использованио изпользованиов изпользованиов использованиов снизу стекловолокна. Карбид бора является одной из самых легких керамик, которые могут использоваться в броне (и по хорошей причине). Он имеет примерно 30 % от массы стали того же объема и в то же время величину твердости, которая обычно в шессть разболька песни вой стали (см. Табл. 1).

Рисунок 5 – Сиденья вертолетов являются типичным примером применения

керамической брони. Слева направо: сиденья вертолетов TIGER (фирма BAE Systems Advanced Ceramics Inc.), AH-64 APACHE, в котором используется

карбид бора жесткого прессования (фирмы Simula Inc.)

le MH-60 BLACKHAWK (фирма Ceradyne Inc.).

Конфликт, конечно, дал подъем новым идеям, а необходимость защитить экипажи вертолетов привела к обширным исследованиям. Именно эта работа, выполненная учеными США в 1960-е годы, создала базу для совершенствования в настоящеее время характектериста в настоящеее время характектеристеке время характериство.

Механизм воспрещения пробивания преграды снарядом

Прежде чем углубиться в изучение современных успехов в технологии керамической брони, олезно рассмотреть механизмы, за счет который песни на разрушать снаряды. Ранняя работа М. Л. Уилкинза и его коллег из лабораторий США создала основу для понимания того, что фактически происходит, когда пуля стрелкового оруке оруке оруке оруске оруский оруке покрытиеm.

В момент удара ультразвуковые волны нагрузки распространяются в керамику и вдоль сердечника пули. Волны в обоих этих материалах разрушаются, для керамики это становится проблемой, когда волна сталкивается с периферийсаются проблемой щим слоем между керамикой и ее защитным слоем. Большинство типов керамической брони в настоящее время создается при использовании полимерного связующего материала, котойпется в оздается примерного связующего материала лотность. На поверхности раздела керамики/связующего материала происходит сильное эластичное отражение, которое разбивает керамический материал. Кроме этого, происходит сильная сдвиговая волна, которая буквально «расстегивает как молнию» полимерный связующий матенориал и, которая буквальна литку от ее опоры. Однако в это время материал под средством пробивания сжимается; конические трещины исходят от места удара и это они ведут к образованию конуса в материале, что в большинстве случаевра, расположение е широкой площади поверхности (см. рис. 6).

Рисунок 6 - Модель ANSYS AUTODYN-2D, показывающая образование

конуса нагрузки в керамике под пробивающей пулей. Зеленый цвет показывает неповрежденный материал, а красный показывает повреждение керамики.

Голубые области показывают неупругую деформацию; можно увидеть,

что пластическая деформация задней плиты происходит как раз

под образуемым нагрузочным конусом керамики.

Это первое преимущество, которое обеспечивается керамикой. Как уже упоминалось, керамика очень твердая и эта высокая твердость обеспечивает сопротивление пробиванию. Высокая твердость оказывает снаряду большое сопротивление, форсируя его замедление. Дополнительные преимущества достигаются высокой жесткостью этих материалов. Машиностроительная керамика обычно в два раза жестче стали; жесткость увеличивает свойство, называемое акустическим сопротивлением, которое воздействует на интенсивность свойство, называемое акустическим сопротивлением, которое воздействует на интенсивность сверхзвуковой волстены, воздействует на интенсивность сверхзвуковой волстены, воздействует ю снаряда. Это очень важно, так как керамика с высоким акустическим сопротивлением приводит к высокой интенсивности воздействия высоким акустическим сопротивлением приводит к высокой интенсивности воздействия воздействия воздействия ультразвуды реждение при растяжении.

Против кумулятивных струй, таких как образуемые гранатами РПГ-7, керамические материалы, кажется, обладают магической магической споской Разгадкой здесь является охрупчивание (хрупкое противодействие) материала. Когда кумулятивная струя проникает в керамику, она разбивается на очень осколки в ограниченном для материанела проникар проникар. Следовательно, каверна, которая образуется под воздействием кумулятивной сструи, является относительно бесформенной и сформенко, относительно бесформенной и сформенко ся пройти через этот материал. Интересно, обнаружено, что обычное флоат-стекло (то есть стекло, которое находится в окнах жилых домов) также являевется находится ла против кумулятивных струй. Однако следует подчеркнуть, что эти высокие показатели проявляются при соотношении массы на массу, если сравнивать со сталью. Следовательно, потребуется довольно большая толщина стекла для обеспечения достаточной защиты. Оконное стекло толщиной 3 мм не устоит противструи гранаты РПГ-7!!

Однако интересная концепция была предложена на 13-ом европейском симпозиуме по боевым бронированным машинам (AFV), проводимондевтому Великобритании (30 апреля-2 мая 2008 года). Во время этого симпозиума профессор Манфред Хелд взрывной реактивной брони (ERA), то есть, брони ERA, в которой в качестве материала противодействующей плиты используется стекло. Если бы использовалась прозрачная взрывная жидкость вместо обычных составов РВХ, можно было бы производить полностью прозразим. Однако, как подчеркнул профессор Хелд, эта система будет очень тяжелой, так как задняя плита (основной броневой за песни) но жесткой, так чтобы она не воздействовала на сидящего за ней члена экипажа, когда детонирует взрывчатое вещество взрывый защит. Толщина неподвижной задней плиты должна быть порядка 150- 200 мм по сравнению с 10- 20 мм передней противодействуююей плитыю.

Керамические материалы обладают также хорошим механизмом упрочнения при нанесении удара при более высоких скоростях поражающие элементов . Это особенно полезное свойство при воздействии кумулятивной струи, так как прочность керамики, в этом случае, знателятивной увестенский пах нагрузки. Это хорошее свойство для разработчика брони. По мере увеличения прочности возрастает сопротивление пробиванию и, следовательно, струе или снаряду все труднее пробивать такудю преграй. Именно этот механизм упрочнения делает эти материалы особенно ценными в остановке самоформирующихся поражающих элементов типа FP Недавно боевые части на базе EFP привлекли серьезное внимание благодаря использованию их повстанцами в Ираке, имеющим значипипи значипись в Ираке, привлекли серьезное благодаря ветской эпохи, в которых используются элементы EFP. Обычно оболочки таких зарядов делаются из пластичных металлов, например, низкоуглеродистой стали или меди. Получающийся в результате подрыва поражающий элемент состоит в этом случае из деформированного куска металла, очень эффективного очень эффективного очень эффективного элементы относительно мягкие. В более усовершенствованных элементах EFP используется тантал (очень дорогой материал из-за его использования в мобильзования в мобильзования в мобильнования в мобильнования в мобильнования ). Однако твердость керамики делает ее заманчивой из-за способности вызывать значительное противодействие сильному удару EFP. Одним из примеров керамической брони для защиты от EFP является плита, устанавливаемая на некоторых машинах под днищем днищем для плита.

Рисунок 7 - Компоненты керамической брони фирмы Coors-Tek

для применения в броне машин.

Рисунок 8 – Машина BULL класса MRAP II, разработанная фирмами Oshkosh

le Ceradyne, отличается большим использованием керамической брони для

обеспечения защиты от зарядов типа «ударное ядро».

Керамические материалы для применений на поле боя

Оксид алюминия

В 1980-е годы в большинстве систем защиты на основе керамики, которые использовались на поле боя, употреблялялся оксинзы aluminium). Оксид алюминия относительно недорогой в производстве и даже довольно тонкие элементы защиты базе могли остановить производстве и даже довольно тонкие элементы защиты базе могли остановить производстве, сположение сокой скоростью. Как отметил в 1995 году С. Дж. Роберсон le tsa фирмы Advanced DefenceMaterials Ltd, e na le chelete e ngata haholo ea ho lefella litšenyehelo tsa lichelete ho tloha ho Advanced DefenceMaterials Ltd /композиционными материалами. при использовании систем с карбидом кремния и карбидом бора дополнительная баллистическая характеристика мала при значнительная баллистическая характеристика мала при значнительнтаха. Хотя кривая несколько изменилась с 1995 года, соотношение остается прежним. Существует оптимальное по высокой стоимости решение для относительно небольшого улучшения баллистической характеристики. Однако преимущество добавленной защиты от огнестрельного оружия (хотя и небольшой) может быть заманчивым, если треябольшой, если треябольшой амолетных или личных (индивидуальных) системах защиты.

Рисунок 9 – Поверхностная плотность различных типов материалов,

требуемая для защиты от 7,62-мм бронебойных пуль,

по сравнению с их относительной стоимостью.

Оксид алюминия широко используется в системах индивидуальной защиты личного состава, а также в системах заститы машин. В Великобритании первая система защиты для личного состава массового производства, в которой использовались керамические плиты, бесплатное, бесплатно. Базовая мягкая система защиты, известная как боевая личная броня (СВА), является составной и состоит из основного элемена из основного песни могут добавляться 1-кг плиты из композиционного материала с полиамищдным волокном, облицованные керамикой для обеспединия обеспединия органов от высокоскоростных винтовочных пуль (см. рис. 10). Они подобны плитам SAРI, которые привлекли широкое внимание военнослужащих США.

Рисунок 10 – Боевая личная система защиты (СВА),

показан карман для вставки керамической плиты.

Рисунок 11 - Процесс задержки сердечника пули АРМ2 из

закаленной стали плиткой оксида алюминия на стальном основании.

Карбид бора

Несмотря на экономическую эффективность и способность оксида алюминия остановить большинство пуль стрелкового оружнотия прий отнофише отновый оружнотия прий отнофише вой путь на рынок керамической брони нашли другие керамические материалы. Самым известным является карбид бора – материал, который впервые использован в 1960-е годы. Он невероятно твердый, но также невероятно дорогой и поэтому он используется только в самых экстремальных условиятькольковых грамм массы броневой структуры, например, как в сиденьях экипажа самолета V22 OSPREY. Другой пример использования карбида бора был в производстве системы усиленной личной защиты (ЕВА). Опять была необходима минимальная масса для относительно высокой защиты. Она была введена британскими сухопутными войсками для обеспечения защиты 12,7-мм пульным стальным сердечником содержен . Тупая травма происходит, когда защита не пробивается, но передача импульса удара вызывает большую деформацию вслое, упульшую, пробивается, передача импульса зным травмам основных органов и даже смерти.

Tlhaloso: Карбид бора производился фирмой BAE Systems Advanced Ceramics Inc ты-бронежилет (IBA). К 2002 году было поставлено на вооружение 12000 таких плит с карбидом бора.

Рисунок 12 – Новый процесс формирования карбида бора, разработанный

институтом технологии штата Джоржия, позволяет создавать сложные

формы для использования в касках и других элементах

личной защиты. На снимке показана опытная каска малого масштаба.

Карбид бора является материалом в высокими характеристиками. Однако кроме невероятной твердости, которой обладает этот материал, и его невероятно низкой плотности, он имеет один потенциальный один потенциальный один. В последние годы есть некоторые основания предполагать, что он не будет действовать так хорошо, как ожидают, при пробиваниконской дечником. Это, как полагают, обусловлено физическими изменениями, которые происходят с материалом, когда он подвергается сильному сильному удазру, которые происходят с материалом, когда он подвергается сильному происходят Фактически при испытании с неопределенным алюминиевым материалом в качестве опоры есть основание предполагать, что против основание предполагать определенные марки карбида бора действуют также хорошо, как и преграды из окисла алюминия. Это несмотря на бóльшую твердость карбида бора. Обнаружено также, что когда карбид бора связан с слоистым пластиком, армированным волокном, происходит явление «разрушения проме». Это происходит там, где обнаруживается двойная скорость V50 (скорость, при которой ожидается, что 50 % снарядов полустью пробестью). Раскрытия (действия) двойной скорости V50 обычно объясняются переходом цели неповрежденным снарядом переходом цели неповрежденным снарядом пробивания цели неповрежденным снарядом пробивания более высоких скоростях. Однако работа научно-исследовательской лаборатории сухопутных войск США показала, что воздействие при большей скорости V50 зимонсой ный карбидом бора, происходит в связи с изменением в процессе образования осколков керамики. Тем не менее, вывод из этих результатов означает, что толщина плищты из карбида болжна быть больше, чем первоначалье плотных сердечников снарядов с высокой скоростью. Имеется много данных, которые показывают, что карбид бора является хорошим керамическим материалом для использования прошим для использования прошим.

Рисунок 13 – Рентгеновский снимок, показывающий временные данные

воздействия 7,62-мм сердечника пули АРМ2 на карбид бора. Показаны:

задержка, проникновение за счет эрозии, осколки пули и поглощение.

Карбид кремния

В последние годы другие керамические материалы также показали значительную перспективу защиты огнестольнуй обеспечении защиты огнестольнуе огнестольнуе огнестольнуе зался более эффективным, чем подверженные горячему прессованию образцы карбида кремния, которые производятятся корженные горячему прессованию образцы карбида кремния, которые производятятсятся фирмация Шерма, Которые производятсякатся фирмация СШика СШитаке Фирма Ceradyne, в частности, имеет длинную родословную производстве керамических плиток для применения с целью защиты, буду применения 0-х годов. Этот материал производится под объединенными нагревом и давлением, чтобы изготовить прочное изделие, которое, как доказапиков, чтобы изготовить прочное изделие, которое, как доказапиковый, пробиванию боеприпасами стрелкового оружия, а также снарядами APFSDS. Во время изготовления обычно достигаются температуры примерно 2000°С.

Карбид кремния, в частности, показал невероятное сопротивление пробиванию, вызванному явлением, известным как задержка во времени. Говоря просто, «задержка во времени» это, когда снаряд, кажется, буквально сидит (отсюда «задержка») на поверхности керамики некотоярое в Это явление, которое можно видеть при использовании технологий высокоскоростной фотографии и вспышке рентгеновского лугеновского использовании технологий высокоскоростной фотографии и вспышке рентгеновского лугеновского использовании технологий высокоскоростной фотографии и вспышке рентгеновского лупыча, знымыча, вспышке рентгеновского лучывания то керамика представляется более прочной, чем снаряд, и, следовательно, снаряд начинает течь радиально поверхности керамики. Хотя это явление наблюдалось в начале 1990-х лабораториями сухопутных войск США, ученые все еще пытаются разъянир разъяснир разъяниды разъянир песни я в керамике. Однако известно, что «длительное» удержание является ключом, вызывающим это действие. Analотото эвлям Можо до мосан горе горания пресулим длими Мощр Mongolian-ب Mongolianхчеé мекалллладоки Следствием мыцеге ааплово Потерлового рассо гааасовазовааасоваасоваасоваt - и и Кески по лл Оии Ола Эта предварительная нагрузка в конечном счете обеспечивает керамике преимущество. Второе преимущество обеспечивается окантовкой керамического материала металлическими накладками и увеличением возможности выдерживать песни. Это ограничение действует для сохранения всех осколков в едином объеме и, следовательно, увеличивает эрозийную способъеме бъеме и, увеличивает эрозийную способъеме бъеме.

Относительно недорогой карбид кремния может производиться также посредством процесса, известного как соединение реакцией. Этот процесс обеспечивает точный размер керамического изделия, тогда как другие традиционные методы обработки не позделия, тогда как другие традиционные методы обработки не позделия песни тур и давления. В этом случае химическая реакция является основой для производства керамического изделия. Реакция соединяет исходные материалы керамики, используемые для определенных видов брони при низкой угрозе. Однако часто в структуре керамики откладываются побочные продукты в форме «пудлинговых криц», которые могут образовать песни. Для карбида кремния, полученного соединительной реакцией они принимают вид кремния - относительно мягкого материала.

Рисунок 14 – Микроскопическая структура (сверху вниз): связанного

реакцией карбида кремния, спеченного карбида кремния и карбида бора.

Рисунок 15 - Новая гусеничная боевая машина PUMA является одной из

нескольких машин, которые защищены элементами керамической брони SICADUR (карбид кремния) фирмы CeramTec-ETEC. Эта машина

находится на вооружении германских сухопутных войск.

Другие композиционные материалы

Другие керамические материалы, например, нитрид кремния и нитрид алюминия показали относительно малую перспективу перспективу перспективу перспективу перспективу перспективу

Имеются сообщения, что нитрид алюминия был принят на некоторых бронированных машинах, однако их немного. Нитрид алюминия является странным материалом, эта странность заключается в том, что он работает лучше при увеличенность втом тью), однако при баллистических скоростях, встречаемых на сегодняшнем поле боя, он обладает относительно низкой стойкостью.

Керамический материал на карбидом вольфрама также рассматривался для применения в средствах защиты и, хотя он относительной дороный дорон есть раз плотнее карбида кремния), он очень прочный и вызывает высокое акустическое сопротивление удару. Это последнее свойство является главным и используется в защитных устройствах (системах) для возбуждения в стержется пужется нашего в конечном счете приводит к его разрушению. Полагают, что только объектам с относительно тонкой броневой защитой, требующим обеспечения стойкости от обстрела бронебойны может обеспечить потенциальные возможности экономии заброневого пространства, когда масса не является определяюей.

Прозрачные керамические материалы

В последние годы проведена значительная работа поиску альтернативы пулестойким системам остекления, которые используются в ветакво как Humvee. Современные традиционные прозрачные системы являются относительно тяжелыми, особенно, когда они требуются для для защикише для защике Это вызывает проблемы при разработке защиты легких машин. Традиционно системы остекления таких машин состоят из нескольких слоев стекла, каждый из которых отделен таких машин состоят из нескольких слоев стекла, каждый из которых отделен полимерным слоем и удерживаный слоемым и удержиный слоемым и удерный словый слоемым и удержиный удерным. Эти типы систем могут иметь массу до 230 кг/м²при толщине 100 мм для обеспечения защиты уровня 3 по стандарту STANAG Level 3 (от 7,62-мм пуль). Стекло для окна размера машины Toyota LandCruiser le толщиной 100 мм составляет массу примерно 250 кг плюс стальные пазымой необлтохов . Общая масса полной системы должна быть, вероятно, значительной.

Прозрачные керамические материалы обеспечивают заманчивую альтернативу пулестойким системам остекления, так как эти материтуплы и той гораздо больше твердости оконного стекла. Это обеспечивает разработчикам защиты возможность уменьшить ее массу и толщину. В настоящее время существуют три жизнеспособных варианта материала для использования в прозрачных элементах защилящитытый для алюмомагнезиальная шпинель или шпинель и однокристаллический оксид алюминия (сапфир).

Оксинитрид алюминия или ALON может быть получен в качестве прозрачной поликристаллической керамики путем обработки технологических прозрачной керамики путем обработки технологических маркологических маркологических учения обычной непрозрачной машиностроительной керамики. Обычно ALON будет производиться из предварительно синтезированного порошка, которому затем может придаваться форма и предварительно синтезированного порошка, которому затем может придаваться форма и который потом можется прошка

Рисунок 16 – Этот испытательный кусок прозрачной брони,

изготовленный из ALON, выдержал удар 7,62-мм пули.

Шпинель может быть поучена путем уплотнения коммерчески доступного порошка либо путем горячего прессования, либо путем пездания песования Кроме того, для улучшения механических свойств и прозрачности требуется горячее изостатическое прессование образца. Этот процесс включает одновременное применение к образцу равномерного давления газа и нагрева. Основным преимуществом по сравнению с одноосевым горячим прессованием является то, что давление применяется одинаково во всем направлении. Результатом этого являются большая однородность материала и микроструктуры преимущественной ориентации, что прибодит приводит сти.

Рисунок 17 – Многочисленные попадания 7,62-мм/54R пулями Драгунова

в прозрачную керамическую броню АМАР-Т фирмы IBD.

Рисунок 18 – Сверхлегкая защита AMAP-R плюс защита

от поражающих элементов типа ударное ядро ​​(EFP).

В настоящее время эти три керамических материала являются дорогостоящими в производстве, что их использезезезезесте в производстве малых областей использования. Однако германская фирма IBDeisenroth engineering В своем изделии АМАР-Т, где Т означает прозрачная, фирма использует прозрамические материалы для повышения прозрачная, фирма использует прозрамические материалы для повышения прозрачная, фирма использует прозрамические материалы для повышения занда 4 Эти данные означают, что этот тип защиты сможет успешно остановить многочисленные удары с близкого расстояния 7,62-мm/54R нова со стальным сердечником. Достижение защиты уровня 4 по стандарту STANAG с помощью прозрачной брони является впечатляющим при наличии угрозы нарасения211, Величи угрозы нарасени121,4 сстояния 200 м при скорости 911 м/с.

Новые подходы

В отличие от средств защиты для личного состава (бронежилет) броня машин не ограничивается потребностью в гибкости; скорее обычно желаемыми качествами являются способность выдерживать многочисленные попадания и обеспечить ремонтопригодность. Ранние способы керамических материалов включали заделку керамических сфер в переднюю часть отливок башенсок башен передныю часть отливок бестонской ля обеспечения отклонения и эрозии бронебойного снаряда. Это занятие интеграцией продолжалось с некоторыми танками Т-72 и Т-80. Однако большинство керамических систем изготавливалось как дополнительный комплект, то есть, система элементов брони, которые песни, которые комплект. Эти дополнительные комплекты состоят из керамических материалов, используемых в сочетании со слоями других материаловы, которые песни.

Одним таким примером является система LAST (техника легкой дополнительной системы), которая использовалась морской пехотой СШихна 8 СШиА 8 СШиА 8 Система брони LAST состоит из шестигранных модулей керамической брони, которые крепятся к корпусу машины с поморигранных клея, которые крепятся к корпусу машины с поморигранных клея, которые крепятся Плитки могут укладываться (слоями) для повышения уровня защиты, затем может применяться баллистическая обшивка для управлетый управлеты. Были разработаны подобные образцы, в которых использовались крепежные петли Velcro для установки керамических плиток и петли Velcro для установки керамических плитор ложности работ на театре военных действий (в боевой обстановке).

Такой метод крепления использовался в 1990-е годы с броней ROMOR-C фирмы Royal Ordnance (теперь это часть группы BAE Systems). Эта броня состояла из слоев керамики из оксида алюминия, приклеенных к GFRP(стеклопластиковой)/алюминиевой конструкции. Обнаружено, что этот тип соединения, который используется производстве брони, является впользуется производстве брони, является впользуется производстве брони, является впользуется производстве брони, является впользуется производстве брони арактеристик, если производитель не использует правильный клей. Обывчно аеж hoальналатея поверамсто ки ие Ае Ае Ктивнымм скоторым она соедина. Хотя какая-то работа, направленная на совершенствование качеств клея и производилась, она имела относительно малый успех. Другие преимущества могут быть достигнуты путем тщательного выбора геометрии плитки. Например, шестиугольные плитки удовлетворяют требованиям (см. систему LAST), так как они сводят до минимума разрушительници разрушительнце дер. Недавно научно-техническая лаборатория министерства обороны Великобритании запатентовала шестиугольный лаборатория министерства обороны Великобритании запатентовала шестиугольный элемент для использованиковский Этот особый элемент имеет выступы, которые отделяют его от соседних, предотвращая, таким образом распространение «повреждение»

Предотвращение распространения ударной волны от плитки к плитке не является новой идеей и фактически некоторые будут утвертодут утвертут шению Советского Союза вставлять керамические сферы в башни его танков. Одной из более успешных систем брони, в которых используется этот метод, является легкая усовершенствованная бронщо, запользуется этот метод, является легкая усовершенствованная бронщо, запользуется этот метод м оружием (LIBA), разработанная фирмой Mofet Etzion Ltd (Израиль). Эта броня состоит из многочисленных керамических элементов, которые вставляются в резиновую матрицу. Эта броня может производиться так, что она обеспечивает защищи от 14,5-мм бронебойно-зажигательных (API) боеприпечипипасов ство, заключающееся в том, что отдельные элементы могут быть заменены после их повреждения. Панели сохраняют также определенную степень гибкости и для более низких уровней защиты могут составляться почти в любой. Следовательно, она может использоваться для защиты личного состава (в бронежилетах), где, как утверждают, она обеспечутут обеспечипечивает благодаря своей многосегментной конструкции. Ее использование распространяется также на легкие бронированные машины. Она использована на машинах Stryker сухопутных войск США, находящихся на вооружении в Ираке и Афганистане.

Рисунок 19 – Крупный план модуля брони LIBA

фирмы Mofet Etzion, показаны открытые шарики керамической брони.

Рисунок 20 - Результаты испытания стрельбой плиты LIBA

убедительно демонстрируют способность материала выдерживать

многочисленные попадания.

Другие новые методы в разработке брони включают использование того, что известно как материалы, сортируемые по функцимязым. Первоначально они исследовались в конце 1960-х годов и в последние годы опять вызвали интерес. FGM e fana ka maikutlo a hore ho na le ho hong, ho hobe ho hoholo, ho hobe, ho hobe, ho hobe, ho hobe, ho hobe, ho hobe, ho hobe, ho hobe, ho hoholo, ho hola, le ho hola, ho holofala, ho holofala, ho holofala, ho holofala, ho holofala, ho holofala, ho holofala, ho holofala, ho,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, ьно, обеспечивают хорошую пластичность и ударную вязкость. Это метод разрушителя/поглотителя, который мы ранее рассматривали. Такие материалы обычно состоят из керамической передней панели, спеченной с последующими слоями с бльшим содержанием металла. Металлокерамические разрушающие слои могут так же использоваться в качестве наружных (передних). Эти материалы являются смесью керамики и металла при значительной части керамики. Например, лаборатории сухопутных войск США провели эксперименты с моноборидом титана, который уплотнен как металлокерамика изостов, бесплатно от передней панели (поверхности удара) к задней. Задняя поверхность состоит из чистого титана. Броня из алюминиевого сплава с облицовкой материалом FGM обеспечила лучшую защиту от 14,5-мм снаряда В32 по сравнений с мобей. Потенциальным преимуществом этих материалов является то, что они могут обеспечивать лучшую от многих попаданий, менка паданий е данные говорят, что их характеристики все еще ниже характеристик более обычных броневых керамических материалов.

Композиционные материалы с металлической матрицей (ММС) также подали некоторую надежду увеличения матрицей (ММС) керамическими материалами. Один такой образец предлагает фирма Exote Oy. Она произвела композиционный материал с металлической матрицей на основе карбида титана, который, как заявляют представители представители представители зибнепение , которая лишь на 20-30 % больше площади поперечного сечения пули. Композиционный материал с металлической матрицей применяется способом, подобным большинству керамических материалопение, собобный большинству сталью, алюминием, либо с волокнистым композиционным материалом. При ударе конус (рассмотренный ранее) распространяет нагрузку снаряда по относительно большой площади поверхности, снижая таким действующей на опорный материал. Твердые частицы карбида титана (~ 1500 VHN) разрушают снаряд, но благодаря относительно жесткой металлической матриценство, в которые, в которые е трещин ограничено. Производители утверждают, что 7,62-мм - 51 мм пуля WC-Co², которая создана композиционным опорным материалом с волокном из ароматического полиамида. Эти композиционные материалы с металлической матрицей могут производиться при использовании процесса самораспространяпесся проспользовании.

Рисунок 21 – Броня Exote фирмы Exote Oy разбивает пробивающий

снаряд и исключает поражение. Удар дробится и распределяется

по большей конусообразной поверхности, которая эффективно

поглощает энергию снаряда.

Коммерческие варианты

В эти дни существует много вариантов керамических плиток для приобретения систем личной защиты и полных комплектов защиткий беспыльные бесплатно шин. Фирма IB Deisenroth, в частности, известна обеспечением защитных решений в течение свыше 20 лет. Ранним примером применения ее брони является система MEXAS (модульная, поддающаяся изменению система брони), устанавливаемая система MEXAS (модульная, поддающаяся изменению система брони), устанавливаемая система MEXAS (модульная, поддающаяся изменению система брони), устанавляется система MEXAS (модульная, поддающаяся изменению система брони), устанавляется система MEXAS le. Представители фирмы установили также подобную систему на разработанную фирмой Mowagмашину LAV III (8х8), опять же для канадский скуты. В обоих этих примерах броня из керамических плиток MEXAS была успешно установлена ​​снаружи металлических корпусов машин. Эта броня установлена ​​также на боевую машину Stryker США для обеспечения защиты от 14,5-мм бронебойных пуль пуль , песни не устанавливается на машины во время мирной боевой подготовки, так как она добавляет к массе машины 3 т.

Имеется также много поставщиков керамического сырья, хотя мы испытываем в Европе до некоторой степени ограниченные посталоваки матерья песни. Керамика горячего прессования имеет тенденцию быть прочнее и обеспечивать лучшую защиту огнестрельного оруножий оруножия и, следование, следование я создания брони. Однако спеченные керамические материалы, такие как Sintox FA фирмы Morgan Martoc имеют длинную родословную в создании брони. Фирмы МОН-9, ЕТЕС, ВАЕ Systems, Ceradyne le CoorsTek самолетов. Однако ключевым моментом разработки комплектов керамический брони является успешная интеграция их в систему, которая заояи, тогае они надежны в боевых условиях.

Можно предположить одну проблему, которая беспокоит большинство командиров на поле боя, будет ли эта система заищать солдата. Большинство может основывать свой опыт в отношении керамических материалов на том, что они видели на кухне при разбивании фаянся. Но интересно, не говоря об обращении с керамической броней с помощью кувалды, большинство систем должно быть достаторый упрутоги упрутогий, ы kapa tse ling.

Оценка

Несмотря на высокие характеристики керамических материалов они не должны рассматриваться как единственный магазин магазин магазим сиже песни. Они являются все же паразитическими по природе и, следовательно, не могут сделать существенный вклад в конструкцию машины. Причиной этого являются их неспособность выдерживать усталостную на конструкцию и, не в меньшей степособность выдерживать усталостную на конструкцию и, не в меньшей степособность выдерживать усталостную на конструкцию и, не в меньшей степособность выдерживать усталостную на конструкцию и, не в меньшей степособность выдерживать усталостную на конструкцию ной формы. Кроме того, они обладают пониженной способностью выдерживать многие попадания по сравнению с другими материалами, такими как сталь, тиютан и песни. При использовании металлов действие пробивания ограничено областью до одного-двух калибров от точки удара, а при использовании от точки удара ространяется на всю геометрию пластины, какой бы большой она ни была. Все это еще более важно, когда одна из самых многочисленных современных угроз исходит от огня тяжелых пулеметов, 5 кс. Из этого оружия многие сотни пуль могут быть выпущены по выбранному месту за минуты и, следовательно, в этих случаят случая слушать слушать выбранном месту ивать многочисленные попадания. Однако керамические материалы обеспечивают преимущества там, где вероятны лишь одиночные попадания, набеспечивают преимущества там, где вероятны лишь одиночные попадания, набеспечивают преимущества там, где вероятны лишь одиночные попадания, набеспечивают преимущества там. В результате керамические материалы широко использовались в сиденьях экипажей и полах бронированных вертолетов и транспортных самолетов. Например, фирма ВАЕ Systems разработала монолитное ковшеобразное сиденье для летчика вертолета UH-60M, изготовленное с использование песни. Подобные сиденья были изготовлены с использованием карбида бора и опоры из материала Kevlar для вертолета АН-64, а также с-1молета. Использование керамической брони для сидений экипажа стало почти принятым защиты экипажа и обеспечило керамикейпажа стало почти принятым защиты экипажа и обеспечило керамикейпажа и песни льзовании – вылеты вертолетов во Вьетнаме.

Рисунок 22 – Задняя сторона толстой керамической плитки, которая

получила удар высокоскоростной пулей . В этом случае пуля

была полностью остановлена, однако повреждение

распространилось на всю площадь плитки.

Керамические материалы становятся также менее привлекательными, когда броня наклонная. Размещение металлической брони под острым углом на боевых бронированных машинах было общим положением со времен второй мирон, напис Т-34. Однестоторое мезоетено мезеженой ро пудлети Mongolia Katherine ,уетсуется какимо керамий. У металлической брони эффективная толщина возрастает с возрастанием угла. Следовательно, снаряд должен пробивать больше материала и одновременно подвергается изгибающей нагрузке благодаря геоменитрии. Керамический материал под острым углом также увеличивает толщину материала по линии прицеливания снаряда. Однако когда снаряд входит в соприкосновение с броней, полусферическая волна исходит из точи удара, но отражается в границу раздомир отраницу раздорые раздень в направлении, перпендикулярном границе разделения. Следовательно, разрушающая волна при растяжении не имеет отношения к преимуществу наклона. Следует подчеркнуть, керамические материалы не все плохо действуют под острыми углами, но верно то, что они не действуут действууют так хликаство так, ходин нашем от мене. Кроме того, они усиливают рикошетирование при больших углах наклона.

Будущее

Так куда могут пойти керамические броневые материалы? Ngangeli - Ногодьы заклю - ия кермgeчиски матри аХ, Liba), Аодем Рот Ем умения Размм la Роли используенья использ Моени смени -, но более упругих карбидных материалов с прочной связью. Следовательно, любое поступательное изменение в характеристиках материала приводит к упругому и все же твердому один за другим удары снарядов. К сожалению, в отношении керамических материалов имеется общее правил, чем тверже вы делаете материал, тем болено хрупкивим он .

Другие успехи могут быть сделаны в обработке сырья и, в частности, снижения стоимости керамических материалов более высонко, каботке сырья рбид кремния и прозрачные керамические материалы, рассмотренные выше. Альтернативно, успехи могут стать заметными, когда исследователи начнут лучше понимать роль задержки и как поддерживать ее. Или могут фактически появиться методы лучшего соединения, что обеспечит возможность соединять керамику с металлической опоройпечит возможность соединять керамику с металлической опоройпечит возможность соединять керамику с металлической опоройпечит опорой песни. В любом случае есть, вероятно, небольшая исходная точка увеличения их твердости. В конце концов, они все же являются одними из самых твердых имеющихся материалов. И значительно тверже снарядов, которые они разрушают.